Bihar Board Class 9 Science Solutions Chapter 4 परमाणु की संरचना

Bihar Board Class 9 Science Solutions Chapter 4 परमाणु की संरचना

Bihar Board Class 9 Science परमाणु की संरचना InText Questions and Answers

प्रश्न श्रृंखला # 01 (पृष्ठ संख्या 53)

प्रश्न 1.
केनाल किरणें क्या हैं ?
उत्तर:
केनाल किरणें धनावेशित विकिरण होती हैं। इनके द्वारा अंततः दूसरे अवपरमाणुक तत्वों की खोज हुई। धनावेशित कणों का आवेश इलेक्ट्रॉनों के आवेश के बराबर किन्तु विपरीत होता है। इनका द्रव्यमान इलेक्ट्रॉनों की अपेक्षा लगभग 2000 गुणा अधिक होता है। इनको प्रोटॉन कहते हैं। केनाल किरणों की खोज ई. गोल्डस्टीन ने 1886 में की।

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प्रश्न 2.
यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन है, तो इसमें कोई आवेश होगा या नहीं ?
उत्तर:
नहीं, परमाणु पर कोई आवेश नहीं होगा क्योंकि प्रोटॉन व इलेक्ट्रॉन के आवेश संतुलित होंगे। इलेक्ट्रॉन व प्रोटॉन का आवेश एक-दूसरे के बराबर किन्तु विपरीत होता है।

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प्रश्न शृंखला # 02 (पृष्ठ संख्या 56)

प्रश्न 1.
परमाणु उदासीन है, इस तथ्य को टॉमसन के मॉडल के आधार पर स्पष्ट कीजिए।
उत्तर:
टॉमसन के परमाणु मॉडल के आधार पर –
1. परमाणु धनावेशित गोले का बना होता है और इलेक्ट्रॉन उसमें फँसे होते हैं।
2. ऋणात्मक और धनात्मक आवेश परिमाण में समान होते हैं। इसलिए परमाणु वैद्युतीय रूप से उदासीन होते हैं।अतः टॉमसन का मॉडल परमाणु के उदासीन होने की व्याख्या करता है।

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प्रश्न 2.
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार, परमाणु के नाभिक में कौन-सा अवपरमाणुक कण विद्यमान है ?
उत्तर:
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल के अनुसार परमाणु के नाभिक में धनावेशित कण विद्यमान है।

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प्रश्न 3.
तीन कक्षाओं वाले बोर के परमाणु मॉडल का चित्र बनाइए।
उत्तर:

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प्रश्न 4.
क्या अल्फा कणों का प्रकीर्णन प्रयोग सोने के अतिरिक्त दूसरी धातु की पन्नी से सम्भव होगा?
उत्तर:
यदि अल्फा कणों का प्रकीर्णन प्रयोग सोने के अतिरिक्त किसी दूसरी धातु की पन्नी से किया जायेगा तो प्रयोग सफल नहीं होगा व सटीक निष्कर्ष नहीं निकलेगा। अन्य धातु की परत इतनी पतली नहीं होती। मोटी परत वाली पन्नी लेने पर अधिक अल्फा कण विक्षेपित होंगे व परमाणु में धनावेशित भाग की स्थिति का निश्चित रूप से अनुमान लगाना कठिन होगा।

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प्रश्न श्रृंखला # 03 (पृष्ठ संख्या 56)

प्रश्न 1.
परमाणु के तीन अवपरमाणुक कणों के नाम लिखें।
उत्तर:
परमाणु के तीन अवपरमाणुक कण हैं-इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन एवं न्यूट्रॉन।

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प्रश्न 2.
हीलियम परमाणु का परमाणु द्रव्यमान 4u है और इसके नाभिक में दो प्रोटॉन होते हैं। इसमें कितने न्यूट्रॉन होंगे?
उत्तर:
परमाणु का द्रव्यमान नाभिक में उपस्थित प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग के बराबर होता है।
हीलियम परमाणु का परमाणु द्रव्यमान = 4u
हीलियम के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉन = 2
अतः इसमें उपस्थित न्यूट्रॉन का द्रव्यमान = 40 = 2u
इसमें उपस्थित न्यूट्रॉन = 2

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प्रश्न श्रृंखला # 04 (पृष्ठ संख्या 57)

प्रश्न 1.
कार्बन और सोडियम के परमाणुओं के लिए इलेक्ट्रॉन-वितरण लिखिए।
उत्तर:
कार्बन परमाणु में कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या 6 है।
कार्बन परमाणु में इलेक्ट्रॉन वितरण
प्रश्न K कोश = 2 इलेक्ट्रॉन
दूसरा L कोश = 4 इलेक्ट्रॉन
या कार्बन परमाणु में इलेक्ट्रॉन वितरण 2, 4 है।
सोडियम परमाणु में कुल इलेक्ट्रॉन 11 हैं।

सोडियम परमाणु में इलेक्ट्रॉन वितरण –
प्रथम K कोश = 2 इलेक्ट्रॉन
दूसरा L कोश = 8 इलेक्ट्रॉन
तीसरा M कोश = 1 इलेक्ट्रॉन
अतः सोडियम में इलेक्ट्रॉन वितरण 2, 8, 1 है।

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प्रश्न 2.
अगर किसी परमाणु का K और L कोश भरा है, तो परमाणु में इलेक्टॉनों की संख्या क्या होगी?
उत्तर:
K कक्ष के लिए अधिकतम इलेक्ट्रॉनों की संख्या = 2 x 12 = 2
L कक्ष के लिए यह संख्या = 2 x 22 = 8
अतः परमाणु में 10 इलेक्ट्रॉन होंगे।

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प्रश्न श्रृंखला # 05. (पृष्ठ संख्या 58)

प्रश्न 1.
क्लोरीन, सल्फर और मैग्नीशियम की परमाणु संख्या से आप इनकी संयोजकता कैसे प्राप्त करेंगे ?
उत्तर:
यदि किसी परमाणु के बाह्यतम कक्ष में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 4 या उससे कम है, तो उस तत्व की संयोजकता बाह्यतम कक्ष में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होगी। यदि परमाणु के बाह्यतम कक्ष.में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या 4 से अधिक है तो उसकी संयोजकता, बाह्यतम कक्ष में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों की संख्या को 8 में से घटाकर प्राप्त किया जाता है।

क्लोरीन की परमाणु संख्या = 17
क्लोरीन में इलेक्ट्रॉनों की का वितरण = 2, 8, 7
अतः क्लोरीन की संयोजकता = 8-7 = 1
सल्फर की परमाणु संख्या = 16 सल्फर में इलेक्ट्रॉनों का वितरण = 2, 8, 6
अतः सल्फर की संयोजकता = 8-6 = 2
मैग्नीशियम की परमाणु संख्या = 12 मैग्नीशियम में इलेक्ट्रॉनों का वितरण = 2, 8, 2
अतः मैग्नीशियम की संयोजकता = 2

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प्रश्न श्रृंखला # 06 (पृष्ठ संख्या 59)

प्रश्न 1.
यदि किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या 8 है और प्रोटॉनों की संख्या भी 8 है तब,
(a) परमाणु की परमाणुक संख्या क्या है ?
(b) परमाणु का क्या आवेश है ?
उत्तर:
(a) परमाणु की परमाणुक संख्या उसमें उपस्थित – प्रोटॉनों की संख्या के बराबर होती है। अत: परमाणु की परमाणुक संख्या 8 है।
(b) चूँकि इलेक्ट्रॉनों व प्रोटॉनों की संख्या बराबर अतः परमाणु का आवेश शून्य होगा या परमाणु अनावेशित होगा।

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प्रश्न 2.
पाठ्य-पुस्तक की सारणी 4.1 की सहायता से | ऑक्सीजन और सल्फर-परमाणु की द्रव्यमान संख्या ज्ञात – कीजिए।
हल:
ऑक्सीजन की द्रव्यमान संख्या
= प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या
= 8 + 18
उत्तर:
= 16

सल्फर की द्रव्यमान संख्या
= प्रोटॉनों की संख्या + न्यूट्रॉनों की संख्या
= 16 + 16
उत्तर:
= 32

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प्रश्न श्रृंखला 07 (पृष्ठ संख्या 60)
प्रश्न 1.
चिह्न H, D और T के लिए प्रत्येक में पाए जाने वाले तीन अवपरमाणुक कणों को सारणीबद्ध कीजिए।
उत्तर:

प्रश्न 2.
समस्थानिक और समभारिक के किसी एक युग्म का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास लिखिए।
उत्तर:
¹C₆ व ¹⁴C₆ समस्थानिक हैं। इनका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान है – 2, 4.
²²Ne₁₀ व ²²N₁₁ समभारिक हैं। इनकी द्रव्यमान संख्या समान व परमाणु संख्या भिन्न है – (10 व 11)। इनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास हैं –
²²N₁₀ – 2, 8
²²N₁₁ – 2, 8, 1

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क्रियाकलाप 4.1 (पृष्ठ संख्या 52)

प्रश्न A.
सूखे बालों पर कंघी कीजिए। क्या कंघी कागज के छोटे-छोटे टुकड़ों को आकर्षित करती है ?
उत्तर:
सूखे बालों पर कंघी करने पर कंघी पर ऋणावेश उत्पन्न हो जाता है क्योंकि बालों से इलेक्ट्रॉन कंघी में स्थानान्तरित हो जाते हैं। जब कंघी को कागज के छोटे-छोटे टुकड़ों के पास लाया जाता है तो कागज (जो पहले अनावेशित था) पर कंघी के पास वाले सिरे पर धनात्मक आवेश उत्पन्न हो जाता है। कागज के दूसरे सिरे पर ऋणात्मक आवेश उत्पन्न होता है। चूँकि विपरीत आवेश एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं अतः कागज के टुकड़े कंघी की ओर आकर्षित हो जाते हैं।

प्रश्न B.
काँच की एक छड़ को सिल्क के कपड़े पर रगड़िए और इस छड़ को हवा से भरे गुब्बारे के पास लाइए। क्या होता है, ध्यान से देखिए।
उत्तर:
काँच की छड़ को सिल्क से रगड़ने पर इसमें धनात्मक आवेश उत्पन्न हो जाता है व सिल्क के कपड़े पर ऋणात्मक आवेश उत्पन्न होता है। जब काँच की छड़ को हवा से भरे गुब्बारे के पास लाया जाता है तो यह गुब्बारे को आकर्षित करती है क्योंकि गुब्बारा ऋणावेशित हो जाता है।

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प्रश्न 1.
इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के गुणों की तुलना कीजिए।
उत्तर:

में स्थित होते हैं। होते हैं। होते हैं।

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प्रश्न 2.
जे. जे. टॉमसन के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ हैं ?
उत्तर:
जे. जे. टॉमसन का परमाणु मॉडल दूसरे वैज्ञानिकों द्वारा किये गये प्रयोगों के परिणामों को नहीं समझा सका। इसको किसी प्रयोग द्वारा स्थापित नहीं किया गया।

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प्रश्न 3.
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल की क्या सीमाएँ
उत्तर:
रदरफोर्ड के परमाणु मॉडल से परमाणु की स्थिरता की व्याख्या नहीं की जा सकती।

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प्रश्न 4.
बोर के परमाणु मॉडल की व्याख्या कीजिए।
उत्तर:
नील्स बोर ने परमाणु की संरचना के बारे में निम्नलिखित अवधारणाएँ प्रस्तुत की

1. परमाणु का केन्द्र धनावेशित होता है जिसे नाभिक कहा जाता है। एक परमाणु का लगभग सम्पूर्ण द्रव्यमान नाभिक में होता है।

2. नाभिक का आकार परमाणु के आकार की तुलना में काफी कम होता है।

3. नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉन कुछ निश्चित कक्षाओं में ही चक्कर लगा सकते हैं, जिन्हें इलेक्ट्रॉन की विविक्त कक्षा कहते हैं।

4. जब इलेक्ट्रॉन इस विविक्त कक्षा में चक्कर लगाते हैं, तो उनकी ऊर्जा का. विकिरण नहीं होता है। इन कक्षाओं (या कोशों) को ऊर्जा स्तर कहते हैं।

5. ये कक्षाएँ (या कोश) K, L, M, N……..या संख्याओं, 1, 2, 3, 4…. के द्वारा दिखाई जाती है, जैसाकि चित्र 4.2 में दिखाया गया है।

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प्रश्न 5.
इस अध्याय में दिए गए सभी परमाणु मॉडलों की तुलना कीजिए।
उत्तर:

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प्रश्न 6.
पहले अठारह तत्वों के विभिन्न कक्षों में इलेक्ट्रॉन वितरण के नियम को लिखिए।
उत्तर:
पहले अठारह तत्वों के विभिन्न कक्षों में इलेक्ट्रॉन वितरण के लिए बोर और बरी ने निम्न नियम प्रस्तुत किए –
1. किसी कक्षा में उपस्थित अधिकतम इलेक्ट्रॉनों की संख्या को सूत्र 2n2 से दर्शाया जाता है, जहाँ ‘n’ कक्षा की संख्या या ऊर्जा स्तर है।
इसलिए इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या पहले कक्ष या K कोश में होगी = 2 x 12 = 2,
दूसरे कक्ष या L कोश में होगी = 2 x 22 = 8
तीसरे कक्ष या M कोश में होगी = 2 x 32 = 18
चौथे कक्ष या N कोश में होगी = 2 x 42 = 32

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2. सबसे बाहरी कोश में इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या 8 हो सकती है।
3. किसी परमाणु के दिए कोश में इलेक्ट्रॉन तब तक स्थान नहीं लेते हैं जब तक कि उससे पहले वाले भीतरी कक्ष पूर्ण रूप से भर नहीं जाते। इससे स्पष्ट होता है कि कक्षाएँ क्रमानुसार भरती हैं।

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प्रश्न 7.
सिलिकॉन और ऑक्सीजन का उदाहरण लेते हुए संयोजकता की परिभाषा दीजिए।
उत्तर:
परमाणु के बाह्यतम कक्ष में इलेक्ट्रॉनों के अष्टक बनाने के लिए जितनी संख्या में इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी या स्थानांतरण होता है, वही उस तत्व की संयोजकता-शक्ति अर्थात् संयोजकता होती है। संयोजकता परमाणु की संयोजन शक्ति है। सिलिकॉन (Si) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 8, 4 है। अतः सिलिकॉन की संयोजकता 4 होगी क्योंकि उसे अष्टक पूर्ण करने के लिए 4 इलेक्ट्रॉन साझा करने पड़ेंगे। ऑक्सीजन (O) का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 6 है। अतः ऑक्सीजन की संयोजकता 2 होगी क्योंकि उसे अपना अष्टक बनाने के लिए 2 इलेक्ट्रॉन लेने पड़ेंगे।

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प्रश्न 8.
उदाहरण के साथ व्याख्या कीजिए-परमाणु संख्या, द्रव्यमान संख्या, समस्थानिक और समभारिक। समस्थानिकों के कोई दो उपयोग लिखिए।
उत्तर:
परमाणु संख्या-एक परमाणु के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों की कुल संख्या को परमाणु कहते हैं। इसे Z के द्वारा दर्शाया जाता है। किसी तत्व के सभी अणुओं की परमाणु संख्या (Z) समान होती है। हाइड्रोजन के लिए Z = 1, क्योंकि हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक में केवल एक प्रोटॉन होता है।

द्रव्यमान संख्या – एक परमाणु के नाभिक में उपस्थित प्रोटॉनों और न्यूट्रॉनों की कुल संख्या के योग को द्रव्यमान संख्या कहा जाता है। उदाहरण के लिए कार्बन का द्रव्यमान 12 u है क्योंकि इसमें 6 प्रोटॉन और 6 न्यूट्रॉन होते हैं, 6u+6u= 12। इसी प्रकार, ऐलुमिनियम का द्रव्यमान 27 u है (13 प्रोटॉन + 14 न्यूट्रॉन)।

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समस्थानिक – समस्थानिक एक ही तत्व के परमाण होते हैं | जिनकी परमाणु संख्या समान लेकिन द्रव्यमान संख्या भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु की तीन परमाण्विक स्पीशीज होती हैं-प्रोटियम |H, ड्यूटीरियम (TH या D), ट्राइटियम (H या T)। प्रत्येक की परमाणु संख्या समान है लेकिन द्रव्यमान संख्या क्रमशः 1, 2 और 3 है।

समभारिक – समभारिक वे परमाणु हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या समान लेकिन परमाणु संख्या भिन्न-भिन्न होती है। दो तत्वों-कैल्शियम, परमाणु संख्या 20 और आर्गन परमाणु संख्या 18 में परमाणु संख्या भिन्न है लेकिन उनकी द्रव्यमान संख्या 40 यानि कि समान है।

समस्थानिकों के अनुप्रयोग –
1. यूरेनियम के एक समस्थानिक का उपयोग परमाणु भट्टी (atomic reactor) में ईंधन के रूप में होता है।
2. कैंसर के उपचार में कोबाल्ट के समस्थानिक का उपयोग होता है।

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प्रश्न 9.
Na के पूरी तरह भरे हुए K व L कोश होते. हैं-व्याख्या कीजिए।
उत्तर:
सोडियम Na की परमाणु संख्या 11 है। अत: Na में 11 इलेक्ट्रॉन हैं व उसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 8, 1 है। किन्तु Nat में 10 इलेक्ट्रॉन होते हैं। 10 में से K कक्ष में 2 व L कक्ष में 8 इलेक्ट्रॉन होंगे। अत: Na’ के पूरी तरह भरे हुए K व L कोश होते हैं।

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प्रश्न 10.
अगर ब्रोमीन परमाणु दो समस्थानिकों [⁷⁹₃₅Br(49.7%) तथा  ⁸¹₃₅Br(50.3%)] के रूप में है, तो ब्रोमीन परमाणु के औसत परमाणु द्रव्यमान की गणना कीजिए।
हल:
दिया गया है कि ब्रोमीन के दो समस्थानिक [⁷⁹₃₅Br(49.7%) तथा  ⁸¹₃₅Br(50.3%)] हैं। अतः ब्रोमीन का औसत परमाणु द्रव्यमान होगा –
79x49.7100 + 81x50.3100
3926.3100 – 4074.3100 = 8000.6100 = 80.006 u

प्रश्न 11.
एक तत्व X का परमाणु द्रव्यमान 16.2 u है तो इसके किसी एक नमूने में समस्थानिक ¹⁶₈ x और ¹⁸₈x का प्रतिशत क्या होगा?
हल:
दिया गया है कि तत्व X का परमाणु द्रव्यमान 16.2 u है। माना समस्थानिक ¹⁸₈x का प्रतिशत y है। अतः समस्थानिक ¹⁶₈x का प्रतिशत (100 – y) होगा।
अतः [18 x y100 + 16 x (100–y100)]= 16.2
18y100 + 16(100−y)100 = 16.2
18y+1600−16y100 = 16.2
18y + 1600 – 16y = 1620
2y + 1600 = 1620
2y = 20
y = 10

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अतः समस्थानिक ¹⁸₈x का प्रतिशत 10% है। तो समस्थानिक ¹⁶₈X का प्रतिशत = (100 – 10) = 90%

प्रश्न 12.
यदि तत्व का Z = 3 हो तो तत्व की संयोजकता क्या होगी? तत्व का नाम भी लिखिए।
उत्तर:
Z = 3 का तात्पर्य है कि तत्व की परमाणु संख्या 3 है, तो उसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2, 1 होगा। अतः तत्व की संयोजकता 1 है (क्योंकि उसके बाहरी कक्ष में 1 इलेक्ट्रॉन है।) अत: Z = 3 वाला तत्व लीथियम है।

प्रश्न 13.
दो परमाणु स्पीशीज के केन्द्रकों का संघटन नीचे दिया गया है –
X   Y
प्रोटॉन 6 6
न्यूट्रॉन 6 8
X और Y की द्रव्यमान संख्या ज्ञात कीजिए। इन दोनों स्पीशीज में क्या संबंध है ?
उत्तर:
X की द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉन की संख्या + न्यूट्रॉन की संख्या = 6 + 6 = 12
Y की द्रव्यमान संख्या = प्रोटॉन की संख्या + न्यूट्रॉन की संख्या = 6 + 8 = 14
इन दोनों परमाणु स्पीशीज में परमाणु संख्या समान है। परन्तु द्रव्यमान संख्या भिन्न है। अतः ये समस्थानिक हैं।

प्रश्न 14.
निम्नलिखित वक्तव्यों में गलत के लिए Fऔर सही के लिए T लिखें –
(a) जे. जे. टॉमसन ने यह प्रस्तावित किया था कि परमाणु के केन्द्रक में केवल न्यूक्लीयॉन्स होते हैं।
(b) एक इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन मिलकर न्यूट्रॉन का निर्माण करते हैं। इसलिए यह अनावेशित होता है।
(c) इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन से लगभग 1/2000 गुना होता है।
(d) आयोडीन के समस्थानिक का इस्तेमाल टिंक्चर आयोडीन बनाने में होता है। इसका उपयोग दवा के रूप में होता है।
उत्तर:
(a) False
(b) False
(c) True
(d) False

प्रश्न संख्या 15, 16, 17 और 18 में सही उत्तर छाँटकर लिखिए-
प्रश्न 15.
रदरफोर्ड का अल्फा कण प्रकीर्णन प्रयोग किसकी खोज के लिए उत्तरदायी था?
(a) परमाणु केन्द्रक
(b) इलेक्ट्रॉन
(c) प्रोटॉन,
(d) न्यूट्रॉन।
उत्तर:
(a) परमाणु केन्द्रक।

प्रश्न 16.
एक तत्व के समस्थानिक में होते हैं –
(a) समान भौतिक गुण
(b) भिन्न रासायनिक गुण
(c) न्यूट्रॉनों की अलग-अलग संख्या
(d) भिन्न परमाणु संख्या।
उत्तर:
(c) न्यूट्रॉनों की अलग-अलग संख्या।

प्रश्न 17.
CF आयन में संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की संख्या
(a) 16
(b) 8
(c) 17
(d) 18.
उत्तर:
(b) 8.

प्रश्न 18.
सोडियम का सही इलेक्ट्रॉनिक विन्यास निम्न में कौन-सा है ?
(a) 2,8
(b) 8, 2, 1
(c) 2, 1,8
(d) 2,8, 1.
उत्तर:
(d) 2, 8, 1.

प्रश्न 19.
निम्नलिखित सारणी को पूरा कीजिएपरमाणु द्रव्य –

उत्तर:

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